基于DSP的航空电子通信系统

王海坤 张鹏君 田宇飞



基于DSP的航空电子通信系统

王海坤 张鹏君 田宇飞

石家庄海山实业发展总公司，河北 石家庄 050208

在航空航天事业的发展如火如荼之时，电子通信系统的综合性能也面临着更高的挑战。在以往的电子通信系统运行中，电子通信通道已经渐渐不再适用，并且很难提供足够的稳定性供系统进行工作，通信信号的传输质量更是无法得到提升。因此，通过大量的研究参考，将DPS技术融入航空电子通信系统中，使其在解决通信问题中发挥较大的作用。

DSP技术；电子通信技术；硬件、软件设计

1 系统总体架构概述

系统的总体框架大致分为硬件、软件、调试这三个关键点，将DSP技术融入于通信系统的设计之中，这三个关键点可作为方向进行研究。首先是硬件部分，它作为一个系统实现运行的物理性基础，它必须能够满足系统的正常运行的要求，反之则会拖延通信系统的整体运行。其次在软件部分，它能够对于系统的整体进行一定的把控，当硬件对于外界环境进行接触时，它能够迅速下发指令配合硬件设施共同完成，所以软件部分可以被称之为是系统的主脑。最后立足于系统的总体框架中的调试也是极为重要的，因为它需要同时兼顾硬件和软件的正常运行[1]。在设计中应以简单、灵活为主要方向，在既能使硬件、软件正常运行的情况下，又能对处理数字型的方法变得更为快捷高效。

2 DSP系统硬件设计

首先在硬件部分中，DSP芯片的选取是十分重要的，DSP控制模板是由功能模板和DSP芯片共同构成的。

（1）在本文中DSP芯片主要选取TMS320LF2407A，因为其能对系统、存储系统、机载总线数据通信系统的控制进行充分的满足，又能够与其他的功能单元进行配合。其次在CPU具有特定的通信要求下，可以使用双口RAM技术，在存储器共享下使数据交换的过程可以让共享存储器被多方CPU使用，这既兼顾了通信模块中的上机位问题，又兼顾了下机位问题。

（2）总线信模块部分，以ARINC429为例，该模块是由发送器接收器为主，在系统运行中可以分别处理以发送数据和接收数据的并串转换与串并转换，并对查询方式、中断方式进行辅助。

（3）在LON WORKS通信模块的设计中，一般选择FT3150智能收发器为主要控制器，从而完成各个采集模块数据采集的同步，并且还添加了传送采集数据等多种功能。为了保证该模块功能，实现应用的广泛性，当前还对该模块与PC机的串行接口加以延伸，这样就可以使得LON WORKS模块中所采集到的数据，可直接发送到上位机[2]。在传统的电子通信系统中，其获取到的信息一般都需要处理，然后经特殊的通道传送。在这个传输的过程中，可能会丢失信息或导致信息不准确。这就给传输带来了较大的困难。其直接传输的渠道存在，可以有效地保证传输质量。

（4）在硬件设计完成之后，为了使硬件能够发挥其作用，必须要对其软件加以设计。在这个设计的过程中，必须要保证系统软件具有一定的实时性、可靠性与可维护性等基本特点。

①基于DSP的航空电子通信系统需要具有良好的时效性

系统的处理器需要在较短的时间内，完成一系列的软件处理工作。例如，在其接收到对应信号后，快速对信号进行分析与处理，并且作出逻辑判断，然后输出对应的控制信号，完成正确的动作。在这个过程中，如果存在延误，则可能会使得整个系统的进度受到影响，影响系统的性能实现。

②基于DSP的航空电子通信系统需要具备一定的可靠性

这主要是针对系统发生故障而言的，一般来说，系统故障会产生一定的问题，在这种状况下，必须要采取一定的措施，来对其进行紧急处理。

③基于DSP的航空电子通信系统必须要具备可维护性

航空电子通信设备都是相对精密的设备，其结构与功能决定了是否能够达到通信的对应效果。在该种状况下，很难一次性地就能使整个系统协调化。因此，必须要采取一定的措施，使整个系统运作效果更好，具备良好的可维护性。

3 DSP系统软件设计

在硬件部分设计合理的情况下，软件部分的设计则必须突出其在系统里的可维护性、可靠性与及时性等特性。

首先，在方案中，在DSP设计下的系统运行必须具备实时性。这种实时性可以表现在软件处理的过程中，例如微软处理器快速完成，系统处理反馈信息能够快速得到响应，完成一系列的采集、分析、计算等信号输出的过程[3]。实时性如果不能够得到保证，在系统有延迟的情况下则会降低这个系统的运行效率。

其次，在DSP设计下的系统运行还必须具有可靠性。在系统运行的过程中系统能够自动应对系统故障问题，并将故障影响降到最低，尤其是在外界的影响下，软件和硬件较为容易出现异常，所以需要采用自动控制策略。

最后，系统设计中的可维护性增强。在电子通信系统中，设备大多以精密设备为主，这些设备的功能和结构都要与软件部分相适应，并且在运行过程中还要进行不断地调试和修改，所以可维护性在DSP系统中应不断加强。

除此之外，软件系统中的下机位负责将通信子、主程序融入其中，而上机位负责纠错和数据管理，因此在软件设计中也要兼顾好上下机位的设计工作。

4 通信系统调试

在系统的软件和硬件设计合理的情况下，还需要对系统进行调试，需要注意的是DSP系统的结构本身，具有一定的复杂性的特点，所以调试的方法也必须进行合理选择。例如JTAG系统，在调试过程中必须先强调监测电路板裸版，分析系统输出电源的情况，通过RAM读写测试检查完DSP运行状态后，使调试工作完成[4]。特别注意的是，在调试中，上机位、下机位部分应同样使用联机测试方式。在软件方面的调试中，程序结构、语法等方面应作为重点调试，尽量保证提高调试的效率，将系统中的故障问题找出来，并及时修改，确保系统的正常运行。

5 结束语

提升航空电子通信系统性的关键是DSP技术的应用。系统设计对DSP技术有了正确的认识，明确了它的基本内涵和优势，在系统总体架构的基础中完成了对软件硬件的设计工作。为了使航空电子系统在系统调试中的运行更加稳定可靠，必须注意在系统运行中分析和排除故障。

[1]张引强，孟禹彤.基于DSP的航空电子通信系统[J].科技创新与应用，2015（9）：62-62.

[2]王文韬.基于DSP的航空电子通信系统分析[J].中国新通信，2016，18（8）：27.

[3]张向阳.浅析DSP的航空电子通信系统[J].大科技，2014（21）：333-334.

[4]谢拴勤，薛超.基于DSP的双余度ARINC429总线通信系统的设计与实现[J].计算机测量与控制，2009，17（1）：138-140.

Avionics Communication System Based on DSP

Wang Haikun Zhang Pengjun Tian Yufei

Shijiazhuang Seamounts Industrial Development Corporation, Hebei Shijiazhuang 050208

In the development of aerospace industry, the overall performance of electronic communication system is also facing higher challenges.In the electronic communication system before operation, electronic communication channel has been gradually no longer applicable, and it is difficult to provide sufficient stability for the system to work, the transmission quality of communication signals is unable to get promoted.Therefore, through a large number of research and reference, this paper integrates DPS technology into avionics communication system, which makes it play a big role in solving communication problems.

DSP technology; electronic communication technology; hardware and software design

V243.1；TN914

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